PV-Leaf est un produit innovant conçu par des scientifiques de l'Imperial College de Londres. Il s'agit d'une réplique d'une vraie feuille. Inspiré par le processus de transpiration naturelle, il permet de produire de l'électricité plus efficacement. Il a tendance à produire 10 % d'électricité de plus que les panneaux solaires traditionnels, tout en résolvant efficacement les problèmes de surchauffe. Avec un potentiel de production considérable d'énergie et d'eau douce, PV-Leaf est prometteur pour faire progresser la transition énergétique mondiale.
La conception de cette feuille photovoltaïque intègre du verre, des cellules photovoltaïques, des fibres de bambou et des cellules d'hydrogel, créant ainsi une réplique remarquable d'une véritable feuille. Grâce à cette technologie, l'eau circule et se répartit uniformément dans toute la structure de la feuille artificielle. L'évaporation de cette eau à sa surface contribue ensuite à son refroidissement . Cette conception innovante élimine efficacement le besoin de pompes, de ventilateurs, d'unités de contrôle et de matériaux poreux coûteux. Elle produit non seulement davantage d'eau propre et d'énergie thermique, mais s'adapte aussi sans effort aux variations de température ambiante et d'ensoleillement.
Inspiré par la nature
La feuille de la plante comprend diverses structures qui facilitent le mouvement de l'eau des racines aux feuilles de la plante, réalisé par le processus de transpiration.
Inspiré par l'élégance des feuilles de plantes, le concept ingénieux de la feuille photovoltaïque reproduit le processus naturel de transpiration, favorisant la circulation, la distribution et l'évaporation de l'eau. Les feuilles photovoltaïques extraient efficacement et économiquement la chaleur des cellules photovoltaïques en imitant les nervures des feuilles grâce à des fibres naturelles et en reproduisant les cellules spongieuses à l'aide d'hydrogels. C'est probablement ce qui explique leur efficacité accrue en matière de captation de l'énergie solaire et de l'eau.
Des scientifiques ont imité le processus de transpiration des plantes et ont découvert que la feuille artificielle a le potentiel de générer davantage d'électricité. Plusieurs expériences ont démontré qu'une feuille photovoltaïque peut produire plus de 10 % d'électricité supplémentaire par rapport aux panneaux solaires traditionnels, qui perdent généralement jusqu'à 70 % de l'énergie solaire incidente dans l'environnement. Mais quel est le rendement journalier moyen d'un panneau solaire?
Les températures élevées entraînent une surchauffe des panneaux solaires, parfois jusqu'à 65 °C ou plus. Cela affecte considérablement leur efficacité, car l'augmentation de la chaleur et de la température entraîne un mouvement énergétique des électrons dans le semi-conducteur. Cela entraîne une résistance plus élevée, entraînant une baisse du rendement.
Le Dr Gan Huang , chercheur honoraire au département de génie chimique et co-auteur de l'étude, a déclaré : « Cette conception novatrice recèle un potentiel énorme pour améliorer considérablement les performances des panneaux solaires, tout en garantissant rentabilité et praticité. »
Selon le Dr Huang, la feuille photovoltaïque pourrait utiliser la chaleur récupérée et produire simultanément de l'eau chaude et de l'eau douce. Puisque les deux seront générées au sein d'un même composant, la feuille pourrait potentiellement produire des milliards de mètres cubes d'eau par an , si les mesures étaient effectuées. Bien que la technologie soit encore en développement, l' équipe de recherche est très optimiste quant à cette invention.
Le professeur Christos Markides , directeur du Laboratoire des procédés d'énergie propre et auteur de l'étude, a déclaré : « La mise en œuvre de cette conception innovante en forme de feuille pourrait contribuer à accélérer la transition énergétique mondiale tout en répondant à deux défis mondiaux urgents : le besoin accru d'énergie et d'eau douce. »
Cette feuille photovoltaïque est plus efficace en termes de récupération d'énergie solaire et d'eau, mais les scientifiques se sont déjà inspirés des plantes pour produire de l'énergie. Comme en mai dernier, une équipe de scientifiques de l'Université de Cambridge a développé un type de feuille artificielle qui utilise la lumière du soleil pour convertir l'eau et le CO2 en propanol et en éthanol. Ces deux solutions constituent des alternatives propres à l'essence ou au diesel.
Source : Une nouvelle conception de feuille solaire bio-inspirée avec une efficacité de récolte accrue
